细胞蛋白的应用及其开发前景.doc

单细胞蛋白的应用及其开发前景 第9卷第4期 2009年7月 潍坊学院学报 JournalofWeifangUniversity Vo1.9No.4 Ju1.2009 单细胞蛋白的应用及其开发前景 尹金标 (山东畜牧兽医职业学院,山东潍坊261061) 摘要:介绍了蛋白质的需求及其食品工业中的应用,阐述了单细胞蛋白应用和开发的前景. 关键词:蛋白质;单细胞蛋白;生产;应用 中图分类号:$816.4文献标识码:A文章编号:1671--4288(2009)04一O1OO一02 食品和农业组织(FAO)报告世界上至少有 25的人口正在遭受着饥饿和营养不良的威胁,其 中绝大多数生活在发展中国家.在发展中国家有 2O%的居民热量不足,6O的居民食物中蛋白质不 足.因此,人们在不懈地寻求蛋白质的资源,推广新 兴农业,培育高蛋白谷物,大豆,花生等高蛋白作物 正在被大量种植;另外,利用微生物作为蛋白质生产 工厂已获得成功.这就是所谓的单细胞蛋白(Sin— gleCellProtein,简称SCP)的开发,它是指”生产” 蛋白质的生物大都是单细胞或丝状微生物个体,而 不是多细胞复杂结构的生物,如动物,植物等. 1单细胞蛋白的开发前景 通过发酵获取酵母,细菌,霉菌,以及培养蘑菇, 单细胞藻类等微生物的群体细胞,进一步由此可获 得大量的蛋白质.微生物蛋白质的必需氨基酸略高 于大豆蛋白质,是较优质的蛋白质,世界年产量已超 过3000万吨,发展前景非常可观.SCP可补充人和 动物的蛋白质需求.在人的饮食中,SCP可作为食 品添加剂,以改善食物风味,并可代替动物蛋白.微 生物比任何动物都能更有效地合成蛋白质. 蛋白质是维持生命的基本物质,它是组成人体 器官,组织和体内酶,激素以及免疫球蛋白的主要成 分.全世界蛋白质缺乏的问题已存在多年,生物技 术开发单细胞蛋白是解决这一问题的重要途径.单 细胞蛋白是现代饲料工业和食品工业中重要的蛋白 来源.单细胞蛋白是从酵母或细菌等微生物菌体中 获取的蛋白质.微生物细胞中含有丰富的蛋白质, 酵母菌中蛋白质的含量占干重的45～55;细菌 中的蛋白质含量占于重的60～8O;霉菌丝体中 的蛋白质占干物质的3O～5O;单细胞藻类如小 球藻等蛋白质占干物质的55～6O,而作物中含 蛋白质最高的是大豆,其蛋白质含量也不过是35 ～ 40%.单细胞蛋白的氨基酸组成不亚于动物蛋白 质,如酵母菌体蛋白,其营养十分丰富,人体必需的 8种氨基酸(赖氨酸,色氨酸,苏氨酸,缬氨酸,亮氨 酸,异亮氨酸,蛋氨酸,苯丙氨酸),除蛋氨酸外,它具 备7种,故有”人造肉”之称.一般成人每天吃干酵 母10～15g,蛋白质的需要量就足够了.微生物细 胞中除含有蛋白质外,还含有丰富的碳水化合物以 及脂类,维生素,矿物质,因此单细胞蛋白营养价值 很高.SCP可补充人和动物的蛋白质需求.由于人 体不大容易消化核酸,而微生物含有较多的DNA 和RNA,核酸代谢会产生大量的尿酸,可能导致肾 结石或疼风,因此,单细胞蛋白产品在食用前要先加 工去除大量的核酸.在动物饲养上,SCP因其富含 蛋白质,风味温和,容易存储等特点,可代替传统的 蛋白质添加剂,如鱼粉,豆粉等.特别是在水产养殖 业,如养虾,养鱼等方面,SCP已被广泛应用. 2单细胞蛋白的生产特点 2.1SCP营养丰富 与黄豆粉相比,蛋白质含量高15,而可利用 氮比大豆高2O,如添加蛋氨酸则可利用氮达95 以上. 2.2利用原料广 可就地取材,廉价大量地解决原料问题.生产 单细胞蛋白的原料来源极为广泛,一般分为五类:一 是糖质原料,如淀粉或纤维素的水解液,亚硫酸纸浆 废液,制糖的废蜜等;二是石油原料,如柴油,正烷 烃,天然气等;三是石油化工产品,如醋酸,甲醇,乙 醇等;四是氢气和碳酸气.五是藻类,利用藻类生产 *收稿日期:2008—07～20 作者简介:尹金标(1962～),男,山东寿光人,山东畜牧兽医职业学院讲师. ～ 100～ 第4期尹金标:单细胞蛋白的应用及其开发前景 SCP只需要二氧化碳作为碳源,以阳光为能源进行 光合作用,就可以在开放的池塘中很好地生长.最 有前途的原料是可再生的植物资源,如农林加工产 品的下脚料,食品工厂的废水下脚料等.这些资源 数量多,而且用后可以再生,还可实现环境保护. 2.3生产速率高 一 般蛋白质生产速度同猪,牛,羊等体重的倍增 时间成正比.微生物的倍增时间比牛,猪,鸡等快千 万倍,如细菌,酵母菌的倍增时间为204120h,霉菌 和绿藻类为2～6h,植物1～2周,牛l～2个月,猪 4～6周.据估计,一头500kg公牛每天生产蛋白质 0.4kg,而500kg酵母至少生产蛋白质500kg. 2.4生产效率高 单细胞蛋白是通过培养单细胞生物而获得的菌 体蛋白质,用于生产SCP的单细胞生物包括微型